Etude expérimentale de la rupture des roches en mode II PDF Download
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CETTE ETUDE REVELE 3 RESULTATS IMPORTANTS: 1) LA TAILLE DE SOURCE DETERMINEE PAR LE MODELE DE BRUNE ETENDU A L'ONDE P NE CORRESPOND PAS A LA TAILLE DE GRAIN, CECI POUR LES 4 ROCHES ETUDIEES; 2) LA DECROISSANCE DU MOMENT SISMIQUE AVEC LA TAILLE DE SOURCE EST INTERPRETEE EN TERME DE MECANISME A LA SOURCE AVEC UNE DISTINCTION PRINCIPALE RELATIVE A L'ETAT DE FISSURATION; 3) L'OBSERVATION DES DIAGRAMMES NOUS PERMET D'ENTREVOIR UNE POSSIBILITE NOUVELLE DE CLASSIFICATION DES ROCHES PAR UNE METHODE RELEVANT DE LA GEOPHYSIQUE, TENANT COMPTE SIMULTANEMENT DE LA FISSURATION ET DE LA GRANULARITE
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CETTE ETUDE REVELE 3 RESULTATS IMPORTANTS: 1) LA TAILLE DE SOURCE DETERMINEE PAR LE MODELE DE BRUNE ETENDU A L'ONDE P NE CORRESPOND PAS A LA TAILLE DE GRAIN, CECI POUR LES 4 ROCHES ETUDIEES; 2) LA DECROISSANCE DU MOMENT SISMIQUE AVEC LA TAILLE DE SOURCE EST INTERPRETEE EN TERME DE MECANISME A LA SOURCE AVEC UNE DISTINCTION PRINCIPALE RELATIVE A L'ETAT DE FISSURATION; 3) L'OBSERVATION DES DIAGRAMMES NOUS PERMET D'ENTREVOIR UNE POSSIBILITE NOUVELLE DE CLASSIFICATION DES ROCHES PAR UNE METHODE RELEVANT DE LA GEOPHYSIQUE, TENANT COMPTE SIMULTANEMENT DE LA FISSURATION ET DE LA GRANULARITE
Author: Patrick Baud Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 207
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE LA FISSURATION DES ROCHES SOUMISES A DES CONTRAINTES D'ORIGINE MECANIQUE OU THERMIQUE. LA CROISSANCE DES FISSURES DANS UN ECHANTILLON DE ROCHE SOUS CHARGEMENT COMPRESSIF EST ETUDIEE THEORIQUEMENT ET EXPERIMENTALEMENT. DU POINT DE VUE THEORIQUE, UNE APPROCHE MICROMECANIQUE ET STATISTIQUE PERMET D'APPLIQUER LES CALCULS CONCERNANT LA TRAJECTOIRE D'UNE FISSURE UNIQUE SOUS COMPRESSION BIAXIALE A LA DEFORMATION MACROSCOPIQUE ET A LA RUPTURE D'UN ECHANTILLON. LES RESULTATS METTENT EN AVANT LE ROLE CRUCIAL JOUE PAR LES INTERACTIONS ENTRE LES FISSURES. CES INTERACTIONS SONT SIMULEES A L'AIDE D'UNE PROCEDURE ITERATIVE TANT POUR DES FISSURES RECTILIGNES QUE POUR DES FISSURES BRANCHEES. EXPERIMENTALEMENT, LA FISSURATION EST ETUDIEE EN MESURANT LES VITESSES V#P ET V#S LORS D'ESSAIS TRIAXIAUX (COMPRESSION HYDROSTATIQUE ET COMPRESSION AXIALE JUSQU'A LA RUPTURE) SUR DES ROCHES CRISTALLINES. LES VARIATIONS DES PARAMETRES ELASTIQUES DEDUITES DES VITESSES DONNENT UNE IMAGE DU DEVELOPPEMENT DES FISSURES CONFORME A LA THEORIE. LA PROPAGATION QUASI-STATIQUE DES FISSURES EST QUANT A ELLE ABORDEE GRACE A L'ESSAI DCB A CHARGE CONSTANTE SUR DES ECHANTILLONS DE VERRE. EN CE QUI CONCERNE LA FISSURATION THERMIQUE, DES ENREGISTREMENTS D'EMISSIONS ACOUSTIQUES SUR DES ROCHES CRISTALLINES PERMETTENT DE DECOMPOSER LES PHASES PRINCIPALES DU DEVELOPPEMENT DES FISSURES POUR DES TEMPERATURES ALLANT JUSQU'A 900C
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ETUDE DE L'INFLUENCE DE LA PRESSION SUR LES PARAMETRES DE RUPTURES DES ROCHES EN MODE I (OUVERTURE) OU EN MODE II (CISAILLEMENT PLAN). ON CHERCHE A METTRE EN EVIDENCE UNE RELATION LINEAIRE ENTRE LE FACTEUR D'INTENSITE DE CONTRAINTE CRITIQUE ET LA PRESSION APPLIQUEE. UNE EXPLICATION EST AVANCEE EN FONCTION DE LA STRUCTURE DE LA ROCHE ET LA NATURE DES MINERAUX
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Le mémoire porte sur l'étude expérimentale de la localisation des déformations en bandes de cisaillement dans un grès. Divers chemins de sollicitations, en conditions axisymétriques, ont permis de caractériser le comportement mécanique de ce matériau. Il s'agit d'une roche initialement isotrope, dilatante et susceptible à la microfissuration. Les essais cycliques ont permis de quantifier l'endommagement et la dégradation anisotrope du matériau sous chargement monotone ou répète. La procédure expérimentale mise en oeuvre pour la détection de la localisation consiste à déterminer la perte d'homogénéité des déformations par l'anisotropie de la dilatance. Un dispositif de mesure est mis au point. Le protocole expérimental est appliqué sur des échantillons prismatiques d'abord sans, puis avec une imperfection (petit trou circulaire). Les seuils de localisation en contraintes et en déformations, ainsi que les caractéristiques des bandes de localisation (orientations et épaisseurs) ont été déterminées pour l'ensemble des essais. L'imperfection a permis entre autres des corrélations substantielles, obtenues au moyen de mesures locales. L'influence due à la présence et à la taille de cette imperfection introduite a été étudiée tant sur la localisation que sur son implication dans les mécanismes de la rupture fragile. Dans le même esprit, l'effet de l'épaisseur des plaques rectangulaires, et de la forme géométrique des éprouvettes (cylindre-prisme) ont fait l'objet d'une étude parallèle, détaillée. L'examen visuel et microscopique (M.E.B.) des échantillons déformés, déchargés à des niveaux élevés de la contrainte déviatorique montre que l'interaction entre les fissures orientées parallèlement à l'axe de chargement et la distribution hétérogène des contraintes locales constituent le facteur principal qui contrôle la formation des bandes de localisation dans le grès soumis à l'essai de compression triaxiale.
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Afin de mieux comprendre les processus d’endommagement des roches sollicitées mécaniquement, nous avons mené une étude « micro-macro » de l’endommagement au sens où nous avons réalisé des mesures microscopiques et macroscopiques de son évolution durant un essai mécanique. Cette étude a ainsi comporté : - des mesures de modules élastiques avant la rupture macroscopique ; - des mesures de vitesses de propagation des ondes élastiques et d’atténuation ; - des mesures d’activité acoustique (événements d’EA). De cette étude expérimentale, se dégagent les résultats suivants : - Il existe une remarquable cohérence entre les trois types de mesures effectuées. - L’endommagement de roches aux comportements macroscopiques différents découle de micromécanismes eux aussi différents. Pour des roches dilatantes, on observe des micromécanismes en extension (Mode I). L’endommagement de roches non-dilatantes résulte de micromécanismes en cisaillement. - Une corrélation entre le contenu fréquentiel des événements d’EA et le type de micromécanismes est observée. Les micromécanismes en extension (Mode I) ont le contenu fréquentiel le plus élevé. Les micromécanismes en compression (fermeture de microfissures, de vides inter-granulaires) ont un contenu fréquentiel basse fréquence. Les micromécanismes de cisaillement ont un contenu fréquentiel intermédiaire aux deux précédents.
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Les instabilités autour d'ouvrages souterrains restent une des préoccupations majeures en mécanique des roches. Que ce soit dans le génie civil, minier ou pétrolier, leur apparition conditionne l'exploitation et la sécurité des ouvrages. Étant donné que de telles instabilités résultent généralement de la propagation de discontinuités induites autour des ouvrages, la mécanique linéaire de la rupture a été retenue comme outil d'analyse de déformations dans les roches. Une présentation est faite de cet outil et les possibilités nouvelles qu'il offre sont mises en évidence. Un code de calcul, basé sur la méthode des discontinuités de déplacements, a été développé pour la propagation en mode mixte des fissures. Il permet en particulier la prise en compte du frottement sur les lèvres des fissures fermées. Dans le but de valider ce code, une simulation numérique a été effectuée, qui montre une bonne concordance avec les résultats théoriques disponibles. Un modèle de matériau fissuré a été ensuite proposé. Il s'agit d'une cellule de matériau comportant une fissure inclinée frottante. Le modèle rend compte des traits essentiels du comportement a la rupture des roches : rupture axiale, apparition de pic de contrainte, transition fragile-ductile. Enfin, le modèle est appliqué aux ouvrages souterrains. On montre que la rupture peut démarrer à l'intérieur du parement. La progression de cette rupture se fait en deux phases (stable et instable) distinctes
Author: Abdellah Benzaïm
Author: Abdellah Benzaïm
Author: Philipp Sala
Author: Patrick Baud
Author: Philippe Mestat
Author: Frédéric Biret
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Author: Abdelhamid Haied
Author: International Society for Rock Mechanics
Author: Jérôme Wassermann
Author: Djimédo Kondo